隨著人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展,能源危機(jī)與環(huán)境污染物降解等問(wèn)題變得越來(lái)越受關(guān)注。光催化技術(shù),在太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成可再生、安全、經(jīng)濟(jì)的能源與環(huán)境污染物降解方面具有重大意義。為了解決這一系列環(huán)境與能源問(wèn)題,研究者們開(kāi)發(fā)了各種各樣的半導(dǎo)體光催化劑用于污染物降解、光催化產(chǎn)氫、二氧化碳還原、光催化固氮等。在本論文中,主要研究的是石墨相氮化碳(g-C₃N₄)的納米改性及g-C₃N₄與硫化鎘(Cd S)二維異質(zhì)結(jié)的構(gòu)建進(jìn)行其光催化性能的優(yōu)化,研究?jī)?nèi)容如下:1)在傳統(tǒng)的制備石墨相氮化碳的方法上,提出了一種新型的納米改性制備石墨相氮化碳的方法,利用自下而上的方法,可以低成本且簡(jiǎn)易的合成具有大比表面積、光生電子空穴對(duì)分離效率高、反應(yīng)活性位點(diǎn)高等特征的分級(jí)多孔氮化碳材料(PPCN)。與傳統(tǒng)方法合成的石墨相氮化碳相比,其光催化分解水制氫實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,納米改性后的PPCN對(duì)BCN的光催化性能有較大的提高,在可見(jiàn)光照射(λ≥420 nm),3 wt%@Pt/PPCN條件下,產(chǎn)氫速率為430μmol g^-1 h

【文章頁(yè)數(shù)】：58 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 半導(dǎo)體光催化原理
    1.3 光催化技術(shù)存在的問(wèn)題
    1.4 半導(dǎo)體光催化活性?xún)?yōu)化途徑
        1.4.1 增強(qiáng)和拓寬光吸收
        1.4.2 開(kāi)發(fā)活性位點(diǎn)
        1.4.3 高效分離載流子
    1.5 g-C₃N₄概述
        1.5.1 g-C₃N₄的研究進(jìn)展
        1.5.2 g-C₃N₄的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
        1.5.3 g-C₃N₄的制備方法
        1.5.4 g-C₃N₄光催化技術(shù)存在的不足
    1.6 g-C₃N₄光催化性能提升的方法
        1.6.1 納米工程
        1.6.2 異質(zhì)結(jié)構(gòu)建
        1.6.3 貴金屬摻雜
        1.6.4 染料敏化
    1.7 g-C₃N₄光催化劑的應(yīng)用
        1.7.1 光分解水產(chǎn)氫
        1.7.2 光催化降解污染物
        1.7.3 CO₂還原
    1.8 研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 實(shí)驗(yàn)材料與測(cè)試方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
        2.1.1 化學(xué)試劑
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 樣品性能表征手段
        2.2.1 X射線粉末衍射分析(XRD)
        2.2.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.2.3 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.2.4 傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)
        2.2.5 紫外可見(jiàn)漫反射光譜(UV-vis DRS)
        2.2.6 光致發(fā)光光譜(PL)
        2.2.7 光電流測(cè)試(Photocurrent)及電化學(xué)阻抗(EIS)
        2.2.8 時(shí)間分辨熒光分析(TRPL)
        2.2.9 光催化性能測(cè)試
第三章 三維多孔氮化碳光催化劑的制備及其光催化產(chǎn)氫性能研究
    3.1 引言
    3.2 本章設(shè)計(jì)構(gòu)思與創(chuàng)新點(diǎn)
    3.3 實(shí)驗(yàn)部分
        3.3.1 純氮化碳的制備
        3.3.2 前驅(qū)體的制備
        3.3.3 PPCN的制備
        3.3.4 光催化產(chǎn)氫實(shí)驗(yàn)
    3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        3.4.1 X射線粉末衍射分析
        3.4.2 FT-IR分析
        3.4.3 SEM與TEM分析
        3.4.4 比表面積和孔經(jīng)分析
        3.4.5 XPS分析
        3.4.6 光電性能測(cè)試
        3.4.7 PL、熒光壽命、光電流與EIS分析
        3.4.8 光催化產(chǎn)氫性能與穩(wěn)定性評(píng)價(jià)
        3.4.9 量子效率計(jì)算
        3.4.10 光催化機(jī)理
    3.5 本章小結(jié)
第四章 CdS/g-C₃N₄異質(zhì)結(jié)光催化劑的制備及其光催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 本章設(shè)計(jì)構(gòu)思與創(chuàng)新點(diǎn)
    4.3 光催化劑的制備
        4.3.1 g-C₃N₄的制備
        4.3.2 Cd S的制備
        4.3.3 g-C₃N₄/CdS異質(zhì)結(jié)的制備
    4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        4.4.1 XRD、SEM與TEM分析
        4.4.2 XPS和PL分析
        4.4.3 DRS、帶隙與光電流測(cè)試
        4.4.4 光催化降解、循環(huán)實(shí)驗(yàn)與活性物種探究
        4.4.5 光催化機(jī)理
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果及所獲榮譽(yù)
致謝



本文編號(hào)：3776419